高速客運(yùn)專線鐵路路基質(zhì)量預(yù)制措施

■聶琦源 ■中國(guó)中鐵七局集團(tuán)鄭州工程有限公司，河南 鄭州 450000

1 高速客運(yùn)專線鐵路路基的主要特點(diǎn)

1．1 路基沉降控制標(biāo)準(zhǔn)高

我國(guó)《鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定:路基工后沉降應(yīng)在二十厘米的范圍之內(nèi)，過(guò)渡段也不能超過(guò)十厘米，沉降速率每年小于等于兩厘米，過(guò)渡段路基小于等于三厘米。國(guó)家鐵道部門之所以對(duì)路基沉降問(wèn)題提出如此嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于提高列車運(yùn)行的安全性，確保乘客的生命安全和乘車的舒適度。

1．2 路基強(qiáng)度高、剛度大

鐵路路基必須具有較高的強(qiáng)度與剛度，以此來(lái)承受高速列車運(yùn)行時(shí)所帶來(lái)的動(dòng)荷載作用。列車運(yùn)行速度越高，相應(yīng)地，其路基強(qiáng)度、剛度也要越大。此外，新近的《高速客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》對(duì)路基基床厚度、填料要求、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。

1．3 剛度過(guò)度均勻

高速客運(yùn)專線與貨物運(yùn)輸線路不同，為了確保列車運(yùn)行的平穩(wěn)和舒適，高速客運(yùn)專線要求鐵路路基與橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)物的剛度過(guò)度要保持均勻，應(yīng)設(shè)置路橋、路隧、路涵以及堤塹過(guò)渡段。

1．4 保持長(zhǎng)期穩(wěn)定

高速客運(yùn)專線修筑工程量大、耗資多，為提高其使用效率與使用質(zhì)量，長(zhǎng)期安全運(yùn)營(yíng)，鐵路路基在列車動(dòng)荷載的長(zhǎng)期、不間斷的作用下，再加上自然條件的影響，路基整體必須穩(wěn)固，路基強(qiáng)度、剛度也一定要滿足列車行駛的要求。

2 路基施工質(zhì)量預(yù)制技術(shù)措施

鐵路路基施工質(zhì)量預(yù)制主要足壓實(shí)度，壓實(shí)度是保證路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的基本條件。一些地區(qū)鐵路路基的壓實(shí)主要是提高士體的密實(shí)度，減少孔隙率，鐵路路基壓實(shí)除分層碾壓外，還必須采用振動(dòng)碾壓，同時(shí)對(duì)振動(dòng)碾壓遍數(shù)嚴(yán)格擰制。

2．1 加強(qiáng)過(guò)程控制

過(guò)程控制是確保路基工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從宏觀上來(lái)看，過(guò)程控制主要由業(yè)主單位、施工單位和監(jiān)理單位控制;從微觀上看，則主要是由施工單位的施工行為所控制，它是施工單位主觀能動(dòng)性在施工過(guò)程中的客觀體現(xiàn);監(jiān)理工程師的監(jiān)理過(guò)程則是確保工程質(zhì)量的制約過(guò)程。二者是辨證統(tǒng)一的。

2．2 填料的種類和級(jí)配

對(duì)于路堤填料的選擇，石質(zhì)土，如碎(礫)石土，砂土質(zhì)碎(礫)石及碎(礫)石砂(粉粒或黏土)，粗粒土中的粗、細(xì)亞砂土，細(xì)粒土中的輕、重亞黏土都具有較高的強(qiáng)度和足夠的水穩(wěn)定性，屬于較好的路基填料。砂土可用作路基填料，但由于沒(méi)有塑性，受水流沖刷和風(fēng)蝕易損壞，在使用時(shí)可摻入黏性大的土;輕、重黏土不是理想的路基填料，規(guī)范規(guī)定液限大于50、塑性指數(shù)大于26的土，以及含水量超過(guò)規(guī)定的土，不得直接作為路堤填料，需要應(yīng)用時(shí)，必須采取滿足設(shè)計(jì)要求的技術(shù)措施(例如含水量過(guò)大時(shí)加以晾曬)，經(jīng)檢查合格后方可使用。黃土、鹽漬土、膨脹土等特殊土體不得以必須用作路基填料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按其特殊的施工要求進(jìn)行施工。淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質(zhì)的土不得用作路基填料。

2．3 施工的填筑厚度，碾壓遍數(shù)

采用碾壓遍數(shù)、松鋪厚度、含水量作為現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的控制指標(biāo)，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出這些參數(shù)的相關(guān)關(guān)系方程式，計(jì)算某壓實(shí)區(qū)土層的碾壓遍數(shù)，為有效經(jīng)濟(jì)地控制填筑質(zhì)量提供數(shù)量指標(biāo)。

3 路基施工的密實(shí)度控制

3．1 保證土的最佳含水量

土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)才能達(dá)到最大密實(shí)度，因此，在路基填土壓實(shí)過(guò)程中，必須控制土的含水量。當(dāng)含水量過(guò)大時(shí)，應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓。施工過(guò)程應(yīng)連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。

3．2 合理選用壓實(shí)機(jī)具

土層填土厚度以不超過(guò)30厘米為宜，分層鋪筑壓實(shí)。施工中盡可能采用重型壓實(shí)機(jī)具施工。現(xiàn)行普遍采用的重型壓機(jī)械(如50T震動(dòng)壓路機(jī))，每層壓實(shí)厚度不超過(guò)30厘米，而采用噸位更大的羊角碾時(shí)，它的壓實(shí)功可以增加，而其所能達(dá)到的壓實(shí)度可以進(jìn)一步提高，同時(shí)由于壓實(shí)功的增加，施工時(shí)土的含水量又可以降低。土基密實(shí)度的提高、含水量的降低可以提高路基的回彈模量。利用羊角碾進(jìn)行壓實(shí)，應(yīng)注意采用復(fù)合碾壓方式。羊角碾在拖動(dòng)碾壓后，表面呈松散狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)表面不密實(shí)、不均勻，再填土?xí)r壓實(shí)層增厚，在交界面形成一薄弱層。光輪壓路機(jī)的表面壓實(shí)效果較好，可以彌補(bǔ)羊角碾壓實(shí)的不足。

3．3 自然沉降時(shí)間及沉降監(jiān)測(cè)

在路基施工完成后，路基一般都會(huì)有一定的自然沉降(填石路基不明顯)，考慮路基自然沉降的因素，為了保證工程質(zhì)量，通常在完成路基后停止施工3到12個(gè)月以穩(wěn)定路基，雖然有一定效果，但影響了進(jìn)度和提前工期效益，而且并不一定完全完成自然沉降。為了減少路基自然沉降對(duì)工程質(zhì)量的影響，加速路基自然沉降，提前工期，故提出路基灌水加速自然沉降的施工方法。從沉降監(jiān)測(cè)的目的、監(jiān)測(cè)內(nèi)容及要求出發(fā)，沉降監(jiān)測(cè)包括基本要求、技術(shù)要求、監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇、觀測(cè)元件的埋設(shè)說(shuō)明、沉降觀測(cè)的步驟和頻率、觀測(cè)資料的應(yīng)用等。

3．4 壓實(shí)控制

壓實(shí)控制是路基填筑最關(guān)鍵的一道工序，直接決定了路基的填筑質(zhì)量和效果。壓實(shí)控制的關(guān)鍵主要是填層厚度、填料含水率及壓實(shí)遍數(shù)。蘭新二線路基工程量非常巨大，因此對(duì)本線路基施工來(lái)說(shuō)擁有一套先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)提升管理的現(xiàn)代化水平尤為重要。為此本線在必須進(jìn)行的一些常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，又普遍采用了較為先進(jìn)的智能壓實(shí)控制系統(tǒng)，即在壓路機(jī)上加裝了智能壓實(shí)車載系統(tǒng)，用于指導(dǎo)路基填筑施工。該套系統(tǒng)原理是通過(guò)加裝在壓路機(jī)振動(dòng)輪上的壓實(shí)傳感器實(shí)時(shí)將壓實(shí)數(shù)據(jù)傳輸給安裝在駕駛室里的顯示控制器，使操作手能夠?qū)崟r(shí)知道當(dāng)前壓路機(jī)所處的三維位置、壓實(shí)度、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)厚度、薄弱區(qū)域等信息。優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)安裝該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的顯示整個(gè)碾壓作業(yè)面的壓實(shí)狀況，實(shí)現(xiàn)了面試覆蓋的檢測(cè)，壓路機(jī)司機(jī)可通過(guò)顯示器了解到哪里是薄弱區(qū)域并進(jìn)行有針對(duì)性的補(bǔ)壓，避免了因常規(guī)的點(diǎn)式檢測(cè)而容易造成漏壓、欠壓或過(guò)壓現(xiàn)象的發(fā)生。管理人員可以通過(guò)壓路機(jī)車載系統(tǒng)機(jī)打小票了解到分層厚度、碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度相關(guān)的CMV值等數(shù)據(jù)，避免了壓路機(jī)司機(jī)及施工隊(duì)的偷工減料行為，有效的保證了路基的壓實(shí)質(zhì)量，提高了工作效率，同時(shí)也方便了施工的管理。

4 加強(qiáng)地基處理和路基本體質(zhì)量預(yù)制

對(duì)于路基工程而言，地基處理工程質(zhì)量的好壞直接影響到路摹本體的質(zhì)量，地基是路基本體的載體，路基本體則又是基床的載體，是車輛的載體，兩者共同影響著路基工程的質(zhì)量，因此，兩者的工程質(zhì)量預(yù)制著鐵路路基工程的質(zhì)量。因此，地基處理及路基本體的施工和質(zhì)量預(yù)制是路基工程質(zhì)量的重要保障。

4．1 采取全寬填筑、全寬碾壓的方法

填筑路基時(shí)，從基底開始在路基全寬范圍內(nèi)分層向上填筑和碾壓，以保證路基的密安度。

4．2 加強(qiáng)測(cè)試檢驗(yàn)及壓實(shí)控制

對(duì)于一些地區(qū)的鐵路路基的壓實(shí)度采用環(huán)刀法。在施工過(guò)程中，當(dāng)碾壓遍數(shù)達(dá)到一定要求時(shí)。如果實(shí)測(cè)的壓實(shí)度過(guò)小或過(guò)大時(shí)，該路段的最大干密度應(yīng)予以檢測(cè)，找出存在的原因，保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

客運(yùn)鐵路路基施工的質(zhì)量預(yù)制是非常重要的一項(xiàng)工作，它對(duì)于后期的工程施工以及鐵路在建設(shè)竣工后的正常運(yùn)營(yíng)具有重大的影響，因此，做好其路基質(zhì)量預(yù)制技術(shù)探討工作是很有意義的。

［1］王啟云，張家生，孟飛．高速鐵路粗粒土路基沉降特征及預(yù)測(cè)研究［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(08)．

［2］曾祥福，張生偉，錢國(guó)玉，祝振華．張呼高速客運(yùn)專線沿線膨脹巖土特性研究與探討［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(S1)．

［3］詹學(xué)啟，張占榮．鄭徐高速鐵路鄭州段區(qū)域地面沉降預(yù)測(cè)分析［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(S1)．

［4］王東，蔡曙周，王延濤．山西中南部鐵路通道人工洞穴路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(S1)．